(57)【要約】【課題】  予め定められた所定の位置に所定の順序で作業を行う作業プログラムにしたがって、その作業が確実に行われたかどうかを確認できる作業用工具及び作業システムを提供する。【解決手段】  ワーク２に対する作業量を検出する第１のセンサー７と、作業位置を検出する第２のセンサー８を備えた作業用工具６を用いた作業システムであって、作業プログラムを有する制御装置１１を備え、該制御装置１１に前記第１及び第２のセンサー７，８を接続し、各センサー出力に基づく作業状況と前記作業プログラムとを照合して作業の良否を判別する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対する作業量を検出する第１のセンサーと、作業位置を検出する第２のセンサーを備えたことを特徴とする作業用工具。
【請求項２】
前記第１のセンサーはトルクセンサーであり、前記第２のセンサーは工具の位置とともに姿勢を検出することを特徴とする請求項１の作業用工具。
【請求項３】
作業プログラムを有する制御装置を備え、該制御装置に前記第１及び第２のセンサーを接続し、各センサー出力に基づく作業状況と前記作業プログラムとを照合して作業の良否を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業用工具を用いた作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業用工具及びこれを用いた作業システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ネジを用いた組立作業において、規定のトルクで規定の本数のネジを締め付けたことを確認するため、トルクセンサを備えたレンチを用い、規定トルクに達したら信号を出して規定回数の締め付け作業が実施されたか否かを確認できるようにした作業システムが開発されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、従来のトルクセンサ付レンチを用いた作業システムでは、規定トルクで締め付けたネジの本数はチェックできるが、締め付け順序や締め忘れネジの位置を確認できなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２６１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、予め定められた所定の位置に所定の順序で作業を行う作業プログラムにしたがって、その作業が確実に行われたかどうかを確認できる作業用工具及び作業システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、ワークに対する作業量を検出する第１のセンサーと、作業位置を検出する第２のセンサーを備えたことを特徴とする作業用工具を提供する。
【０００７】
請求項２の発明では、前記第１のセンサーはトルクセンサーであり、前記第２のセンサーは工具の位置とともに姿勢を検出することを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明では、作業プログラムを有する制御装置を備え、該制御装置に前記第１及び第２のセンサーを接続し、各センサー出力に基づく作業状況と前記作業プログラムとを照合して作業の良否を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業用工具を用いた作業システムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、第１のセンサ−により工具による作業量が検出でき、必要な作業量の作業を行ったかどうかがチェックでき、第２のセンサーにより、作業を行った位置が検出されるため、作業終了後に規定の作業量に達していない作業位置の確認ができる。これにより、作業量が不充分な位置を的確に判別し、効率よく再作業を行って信頼性の高い作業を完成し、品質の向上を図ることができる。ここで作業とは、レンチを用いたボルト等のネジ締め作業、ドライバによるビス止め作業、釘打ち機による釘打ち作業、リベット打ち機によるリベット打ち作業、あるいはスプレーによる塗装その他の液体塗布作業や接着剤等の練状体を押出機やチューブから押し出して塗布する接着作業などであり、一般に手動工具を用いた作業をいう。さらに、本発明の作業用工具は、人手によらないロボット等による自動作業で用いる工具も含む。ロボットの場合には、ロボットのアームやハンド自体又はアームやハンドに備わる作業機能を有する機構や部材が作業用の工具となる。
【００１０】
作業量とは、例えばネジ締めやビス止め作業であれば締め付けトルクであり、リベット打ちや釘打ち作業であれば打ち付け衝撃力であり、塗装や接着作業であれば塗装液や接着剤の吐出量である。このような作業量は、作業に応じて予め作業完成のために必要な規定量が定められている。本発明の第１のセンサーは、このような作業量を検出する。検出した作業量と予め定められた規定量とを比較することにより、作業が確実に行われたかどうか、例えばネジが確実に規定のトルクで締結されたかどうかがチェックできる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、ボルトやビス等のネジ締め作業を行う場合に、トルクセンサーにより規定の締め付けトルクで作業が行われたかどうかがチェックされ、さらに位置センサーにより締め付け作業が行われたネジの位置とともに工具の姿勢が検出されるため、ネジの取付け方向、例えば縦向きや横向きあるいは斜め方向に螺着させるネジが正しく取付けられたかがチェックできる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、作業プログラムにしたがって所定のシーケンスで作業を行う場合に、第１及び第２のセンサーにより工具の位置や姿勢及び作業量が検出され、これが所定のシーケンスと照合されて作業状態を常にチェックしながら作業を進めることができる。これにより、作業位置の順序違いや作業量不足等が発生したときに、警報等により直ちに作業者に知らせて作業を正しくやり直すことができ、作業プログラム通りの完全な作業を達成することができ作業の信頼性が高められ出来上がった製品の品質の向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明に係る作業システムの構成図である。作業台１上にワーク２がセットされる。作業台１はワーク２を搭載した状態で不図示のベルトコンベアで作業員が待機する所定の作業場所に搬送され、この作業場所で作業台１がベルトコンベアから外され又はベルトコンベアが停止し作業台が固定保持される。ワーク２にはワークの機種や品番等のワークを識別するためのＩＤタグ３が貼付されている。このＩＤタグ３は、読取機１４により読み取られ機種が判別される。ワーク２は、複数の作業位置４でボルト締め作業が行われる。作業場所には工具収納部５が配設され、種類の異なるレンチ等の複数の工具６がそれぞれ所定の位置に収納される。各工具６には、締め付けトルクを検出するためのトルクセンサー（第１のセンサー）７と、この工具６の位置を検出するための位置センサー（第２のセンサー）８が装着される。この位置センサー８は、それぞれの工具６の収納部５内の収納位置を原点として、作業台１上のワーク２の各作業位置４の空間座標点を検出する。この位置センサー８は、さらに工具６の姿勢を検出する。工具６の姿勢を検出することにより、ボルトの取付け方向が検出される。
【００１４】
作業場所には作業状況をチェックするための表示装置９及びその操作装置１０が設けられる。操作装置１０は作業プログラムを格納した制御装置１１に接続される。制御装置１１には、作業状況を記録する記録装置１２及びブザー又はランプによる警報を発するアラーム装置１３が接続される。
【００１５】
図２は、上記構成の作業システムの動作を示すフローチャートである。各ステップのジョブは以下の通りである。
【００１６】
ステップＳ１：
ボルト締めすべきワーク２を作業場所に固定する。これは、例えば作業場所の作業台１上にワーク２を搭載して固定したり、あるいはベルトコンベアで搬送されるワーク２を作業場所でベルトコンベアを停止して固定保持することである。作業場所に固定されたワーク２は、読取機１４によりＩＤタグが読み取られる。この読み取りデータは、制御装置１１に送られ、ワーク２の機種が識別され作業が開始される。このワーク２の機種及び作業開始時刻が記録装置１２に記録される（ステップＡ１）。このワーク２の機種に対応した作業プログラムが制御装置１１で読み出され表示装置９に表示される（ステップＢ１）。
【００１７】
ステップＳ２：
作業者が工具収納部５から使用する工具６を選択して取り出す。工具６が取り出されると、その取り出し位置情報から工具の種類が確認され記録される（ステップＡ２）。制御装置１１は、取り出された工具の種類を作業プログラムに示された工具と照合して使用すべき所定の工具かどうかを判別する（ステップＢ２）。Ｎｏであれば作業基準を満足していないものとしてアラーム装置１３から警報を発する。
【００１８】
ステップＳ３：
工具６をワーク２の作業位置（ネジ止め位置）４にもってくる。この工具６の位置及び姿勢は位置センサー８で検出される。
【００１９】
ステップＳ４：
工具６を作動させてその位置のネジを締め付ける。このときの締め付けトルクはトルクセンサー７で検出される。この締め付け作業での作業状況（位置、姿勢、トルク）の検出データは制御装置１１に送られ作業時刻とともに記録保存される（ステップＡ３）。作業時刻データは、各作業位置での作業の順番を判別するために用いられる。このような作業状況は、制御装置１１において、作業プログラム通りの所定の作業状況と一致しているかどうかが判別される（ステップＢ３）。Ｎｏであれば作業基準を満足していないものとしてアラーム装置１３から警報を発する。
【００２０】
ステップＳ５：
ワーク２の全作業位置のネジ締め作業が終了したかどうかを判別する。終了していればステップＳ８に進み、終了していなければステップＳ６に進む。
【００２１】
ステップＳ６：
連続して作業を行う場合に、次の作業位置で同一の工具を使用するかどうかを判別する。同じ工具で作業するのであれば、ステップＳ３に戻り工具を次の作業位置に移動させて締め付け作業を行う（ステップＳ４）。別の工具で作業を行うのであればステップＳ７に進む。
【００２２】
ステップＳ７：
今まで使っていた工具を収納部５の所定位置に戻し、新たな工具を選定して工具収納部５から取り出す（ステップＳ２）。このとき工具が所定の収納位置に戻されたかどうかを確認するため工具の戻し位置が記録される（ステップＡ４）。工具戻し位置データは制御回路１１に送られ、所定の位置に戻されたかどうかが判別される（ステップＢ４）。Ｎｏであればアラーム装置１３から警報を発する。
【００２３】
ステップＳ８：
全ての位置でネジ締め作業が終了したときに、工具を所定の収納位置に戻す。上記ステップＳ７の場合と同様に、工具が所定の収納位置に戻されたかどうかを確認するため工具の戻し位置が記録される（ステップＡ４）。工具戻し位置データは制御回路１１に送られ、所定の位置に戻されたかどうかが判別される（ステップＢ４）。Ｎｏであればアラーム装置１３から警報を発する。
【００２４】
ステップＳ９：
全てのネジ締め作業が終了したワークを作業場所から搬出する。このとき作業が完了したことを記録する（ステップＡ５）。使用していた作業プログラムを制御装置１１に戻す（ステップＢ５）。なお、新たなワークに対し引き続き作業を行う場合には、作業プログラムを戻すことなく新たに搬送されたワークに対し作業を行う（ステップＳ１〜Ｓ９）。新たなワークの機種が異なる場合にはステップＳ１でワークを固定後に別の作業プログラムを読み込む（ステップＢ１）。その後、ステップＳ２〜Ｓ９を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例の構成図。
【図２】図１の作業システムのフローチャート。
【符号の説明】
【００２６】
１：作業台、２：ワーク、３：ＩＤタグ、４：作業位置、５：収納部、６：工具、
７：第１のセンサー（トルクセンサー）、８：第２のセンサー（位置センサー）、
９：表示装置、１０：操作装置、１１：制御装置、１２：記録装置、
１３：アラーム装置、１４：読取装置。
【図１】
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【図２】
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